微专题18　与植物激素相关的实验设计

[知识必备]

1.验证尖端产生生长素

(1)实验组：取放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图甲所示)。

(2)对照组：取未放置过胚芽鞘尖端的空白琼脂块，置于去掉尖端的胚芽鞘的一侧(如图乙所示)。

2.验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段

(1)实验组：在胚芽鞘尖端与下面一段之间插入云母片(如图甲所示)

(2)对照组：胚芽鞘不进行处理(如图乙所示)。

3.验证生长素的横向运输发生在尖端

(1)实验操作

(2)实验现象：装置a中胚芽鞘直立生长；装置b和c中胚芽鞘弯向光源生长。

4.验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输

(1)实验操作

a

b

(2)结论：生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能从形态学下端向形态学上端运输。

5.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度

(1)实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。

(2)结果预测及结论

若A、B中幼苗都向上弯曲生长，且B向上弯曲程度大，说明重力对生长素分布的影响大于单侧光。

若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响大于重力。

若A中幼苗水平生长，B中幼苗向上弯曲生长，说明单侧光对生长素分布的影响等于重力。

6.验证生长素在果实发育中的作用及合成部位

(1)原理：果实发育与生长素的关系

①阻断生长素来源：如果切断生长素的自然来源(不让其受粉或除去正在发育的种子)，则果实会因缺乏生长素而停止发育，甚至引起早期脱落。

②在没有受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，所以果实内没有种子。

(2)过程：相同黄瓜植株的雌花，A组自然生长；B组开花前进行套袋处理；C组开花前进行套袋处理，以后人工涂抹一定浓度的生长素。

(3)结果：A组发育成有子黄瓜，B组不发育，C组发育成无子黄瓜。

(4)结论：生长素是果实发育所必需的；正常情况下，生长素来自发育中的种子。

7.探究植物激素的相互作用

(1)实验设计：设置空白(加入等量蒸馏水处理)对照组，单独使用激素A，单独使用激素B，共同使用激素A、B的实验组。

(2)结果预测及结论：①与对照组相比，若生长状况更好，表明具有促进作用；若生长状况差于对照组，表明具有“抑制”作用。

②与“单独使用”组比较，若“共同使用”时比单独使用更好，则表明A与B可表现为“协同”；若“共同使用”时效果差于“单独使用”组，则A、B可表现为“拮抗”。

[对点训练]

1.(2021·山西师大附中质检)如图表示某实验小组利用玉米胚芽鞘探究生长素在植物体内运输方向的实验设计思路，为证明生长素在植物体内具有极性运输特点，最好应选择(　　)

A.甲和乙  B.甲和丙 

C.乙和丁  D.丙和丁

答案　B

解析　由于生长素的运输为极性运输，即只能从形态学上端运输到形态学下端，对应图中胚芽鞘就是只能从a向b运输，因此验证生长素的极性运输应该选择图中的甲和丙，B正确。

2.(2021·山西省实验中学质检)图甲为一株幼苗水平放置一段时间后的生长情况，图乙为用一定浓度梯度的生长素类似物溶液处理扦插枝条后生根的情况(其中浓度为0的是对照组)，下列说法错误的是(　　)

A.图甲中的幼苗根尖产生的生长素极性运输方向从分生区到伸长区

B.图甲中生长素浓度a大于b，c大于d，故b生长快于a，c生长快于d

C.图乙可以判断出促进生根的最适浓度为12 ppm

D.图乙实验的结果表明生长素类似物在促进枝条生根方面表现为两重性

答案　C

解析　根尖合成的生长素能够从根尖向基部极性运输，即从分生区到伸长区，A正确；在重力作用下，图甲中的根尖、茎尖处的生长素浓度a大于b，c大于d，由于根对生长素较为敏感，而茎不敏感，因此b生长快于a，c生长快于d，B正确；图乙所示实验生长素浓度为4～12 ppm范围内均为促进生根，由于浓度梯度较大，无法判断促进生根的最适浓度，C错误；图乙所示实验生长素浓度为16 ppm的生根量小于对照组，说明该浓度抑制根的生长，生长素浓度为4～12 ppm范围内促进生根，体现了生长素作用的两重性，D正确。

3.(2021·四川联考)回答下列有关生长素的问题。

(1)植物发生顶端优势时顶芽产生的生长素运到相邻侧芽　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

(2)某研究小组探究避光条件下不同浓度生长素对燕麦胚芽鞘生长的影响，如图为实验示意图。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲角度(α)。

①α的范围为　　　　　　　　(填“180°>α>0°”“180°>α>90°”或“90°>α>0°”)。

②在用两块所含生长素浓度未知的琼脂块进行实验时，若α相同，则两琼脂块中含有生长素的浓度　　　　(填“一定”或“不一定”)相同。

③若要在细胞水平上证明生长素对胚芽鞘生长的影响，可以在弯曲处进行

　　　　(填“横切”或“纵切”)并制成装片，用显微镜观察、测量两侧细胞平均长度，作出比较。

(3)如图是水平放置幼苗的根、茎对生长素作用的反应曲线，图示字母中可表示根近地侧的是　　　　，表示茎远地侧的是　　　　(两空均填图中字母)。

(4)有科学家认为根的向地生长不仅与生长素有关，还与乙烯有关。为了研究二者的关系，进行了这样的实验：将某种开花植物的根尖放在含不同浓度生长素的培养液中，并加入少量蔗糖作为能源。发现在这些培养液中出现了乙烯，且生长素浓度越高，培养液中乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制作用也越强。

①该实验的自变量是　　　　，因变量是　　　　。

②为使实验更严谨，还需另将等量的根尖放在　　　　　　中，作为对照组。

③据此实验结果，可推测水平放置的植物根向地生长的原因是　                    。

答案　(1)需要　(2)①90°>α>0°　②不一定　③纵切　(3)B　C　(4)①生长素浓度　乙烯浓度(和根的生长状况)　②含等量蔗糖但不含生长素的等量相同培养液　③高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长

解析　(1)当植物表现出顶端优势时，顶芽产生的生长素运到相邻侧芽处的方式是主动运输，所以需要消耗ATP。(2)①由于琼脂块中生长素向下运输，促进去顶胚芽鞘左侧生长，使胚芽鞘向右弯曲，α的范围为90°>α>0°。②由于生长素的作用具有两重性，在最适生长素浓度的两侧，存在两个促进作用相同的生长素浓度，因此在题述实验中若α相同，则琼脂块中含有生长素的浓度不一定相同。

③由于生长素的生理作用是促进细胞伸长生长，因此若想在细胞水平上证明生长素对胚芽鞘生长的影响，可以取弯曲处的纵切片制成装片，用显微镜观察、测量两侧细胞平均长度，作出比较。(3)根向地生长，茎背地生长，根对生长素的反应敏感程度较茎高。根的近地侧生长素对根的生长表现为抑制作用，根的远地侧和茎的近地侧及远地侧生长素都对其生长表现为促进作用，但促进程度不同，对茎的近地侧生长的促进程度大于远地侧。从图中看出，生长单位长度所需时间B点对应最长，结合根对生长素更敏感可知B可表示根的近地侧，则A可表示根的远地侧，C表示茎的远地侧，D表示茎的近地侧。(4)①该实验的自变量是生长素浓度，因变量是乙烯浓度及根尖的生长情况。②为使实验更严谨，还需另将等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的等量相同培养液中，作为对照组。③据此实验结果，可推测水平放置的植物根向地生长的原因是高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯，乙烯抑制了根近地侧的生长。

“五步法”设计和完善植物激素类实验